添加稀土氧化物BeO陶瓷的無壓燒結(jié).pdf

1、BeO陶瓷具有高熱導(dǎo)率、高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度、高絕緣性、高的化學(xué)和熱穩(wěn)定性、低介電常數(shù)、低介質(zhì)損耗以及良好的工藝適應(yīng)性等特點(diǎn)，已在特種冶金、真空電子技術(shù)、核技術(shù)、微電子與光電子技術(shù)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
　　 本文作者采用凝膠注模成型技術(shù)制備BeO陶瓷，主要研究不同單一稀土氧化物燒結(jié)助劑對BeO陶瓷致密度和熱導(dǎo)率的影響；不同復(fù)合燒結(jié)助劑對BeO陶瓷的燒結(jié)、微觀組織和性能的影響；添加單一稀土氧化物燒結(jié)助劑和復(fù)合燒結(jié)助劑的BeO陶瓷的燒結(jié)機(jī)

2、理等三方面的內(nèi)容。通過實(shí)驗(yàn)研究，得到以下主要結(jié)論：
　　 1)添加單一稀土氧化物燒結(jié)助劑可提高BeO陶瓷的致密度和熱導(dǎo)率。在整個(gè)加入量的研究范圍內(nèi)：未添加燒結(jié)助劑的BeO陶瓷的致密度為78.78％；當(dāng)加入1％的稀土氧化物量時(shí)，BeO陶瓷的致密度取得較大值，室溫?zé)釋?dǎo)率取得最大值。添加1％CeO2、1％Pr6O11和1％Nd2O3稀土氧化物燒結(jié)助劑的致密度分別為92.17％、85.17％和91.99％；相應(yīng)的室溫?zé)釋?dǎo)率分別為197.

3、93W·m-1·K-1、192.82W·m-1·K-1和189.21 W·m-1·K-1。
　　 2)燒結(jié)工藝對添加單一稀土氧化物的BeO陶瓷的致密度和熱導(dǎo)率有很大影響。隨著燒結(jié)溫度的升高，BeO陶瓷的致密度和熱導(dǎo)率都增大。溫度超過1600℃后，致密度增速減小。添加1％Pr6O11的陶瓷試樣，其熱導(dǎo)率和致密度都在1650℃時(shí)達(dá)到最大值，分別為234.18W·m-1·K-1和91.02％。添加單一稀土氧化物(1％CeO2、1％Pr

4、6O11和1％Nd2O3)BeO陶瓷的致密度和熱導(dǎo)率隨著保溫時(shí)間的延長而增大。保溫時(shí)間超過90min后，增大速率開始減小。
　　 3)不同的復(fù)合燒結(jié)助劑對BeO的助燒效果不同。本文工作中添加的復(fù)合燒結(jié)助劑都可提高BeO陶瓷的致密度。復(fù)合燒結(jié)助劑的助燒效果從強(qiáng)到弱依次為：(Al2O3-MgO-Fe2O3)、(Al2O3-Fe2O3-CaO-Nd2O3)、(Fe2O3基)、AMS基或CAS基復(fù)合燒結(jié)助劑。添加AMS基或CAS基復(fù)合燒

5、結(jié)助劑的陶瓷試樣，由于低熱導(dǎo)率玻璃相的存在，BeO陶瓷的復(fù)合熱導(dǎo)率較低。添加1％(Al2O3-MgO-Fe2O3)復(fù)合燒結(jié)助劑的試樣，1650℃燒結(jié)120min后，BeO陶瓷具有較高的致密度和室溫?zé)釋?dǎo)率值，分別為93.70％和221.05W·m-1·K-1。
　　 4)添加單一稀土氧化物燒結(jié)助劑與復(fù)合燒結(jié)助劑的BeO陶瓷的微觀組織不同。前者氣孔主要存在于晶界，后者則存在于晶粒內(nèi)部。由于晶界的遷移速率大于致密化速率，使得氣孔不能隨